spektroskopi mass-klmpok 4

5/12/2018 Spektroskopi Mass-Klmpok 4 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/spektroskopi-mass-klmpok-4 1/28

SPEKTROFOTOMETRI MASSA

By Kelompok 4



PENDAHULUAN



What does a mass spectrometer do?

1. It measures mass better than any other technique.

2. It can give information about chemical structures.

What are mass measurements good for? To identify, verify, and quantitate: metabolites, recombinant

proteins, proteins isolated from natural sources, oligonucleotides,

drug candidates, peptides, synthetic organic chemicals, polymers

Kebanyakan teknik spektroskopi timbul dari penyerapan energi

oleh molekul

Spektrometri massa mempunyai konsep yang berbeda dengan

konsep spektroskopi pada umumnya

PENDAHULUAN



Spektrometri massa adalah alat yang

digunakan untuk menentukan massa atom

atau molekul, ditemukan oleh Franci

William Aston pada tahun 1919.

Prinsip kerja alat ini adalah pembelokan

partikel bermuatan dalam medan magnet.

PENDAHULUAN



Dalam spektrometri massa, molekul-molekulorganik dalam keadaan gas (teruapkan)dibombardir dengan elektron yang berenergicukup untuk mengalahkan potensial ionisasi

awal senyawa organik (185 ± 300 kkal/mol) Tumbukan yang terjadi menyebabkan lepasnya

sebuah elektron molekul membentuk ion positif radikal/kation radikal, disebut ion molekuler

Ion molekuler yang tidak stabil ini selanjutnyapecah menjadi fragmen kecil baik berbentukradikal bebas maupun ion lainnya yang lebihkecil

PENDAHULUAN



Pemisahan berkas-berkas ion yang sesuai

dengan perbandingan massa dengan muatandan pengukuran intensitas dari berkas-berkas

ion tersebut.

Molekul senyawa organik pada spectrometer

massa ditembak dengan berkas elektron danmenghasilkan ion bermuatan positif yang

mempunyai energi yang tinggi karena

lepasnya elektron dari molekul yang dapat

pecah menjadi ion yang lebih kecil. Spectrum massa merupakan gambar antara

limpahan relatif lawan perbandingan

massa/muatan

(Sastrohamidjojo, 1985).

PRINSIP DASAR



` Dalam spektrometri massa, molekul sampel

dalam fase uap dibombardir dengan elektronberenergi tinggi (70 eV) yang menyebabkanlepasnya satu elektron dari kulit valensimolekul tersebut.

` Molekul yang kehilangan satu electron akanmenjadi suatu kation radikal

` (M) + e- (M+.) + 2e-

` Kation radikal tersebut mengandung semua

atom-atom dari molekul asal, minus satuelektron, dan disebut ion molekul /molecular ion, dan dinyatakan dengan M+. .



`

Ion molekul, ion fragmen dan ion radikalfragmen dipisahkan menggunakan medanmagnet sesuai dengan perbandingan massa

/muatannya (m/z), dan menghasilkan aruslistrik (arus ion) pada kolektor/detektor yang

sebanding dengan kelimpahan relatifnya.Fragmen dengan m/z yang besar akan turunterlebih dahulu diikuti fragmen dengan m/zyang lebih kecil.

` Partikel netral (yang tak bermuatan) yangdihasilkan dalam fragmentasi tidak terdeteksisecara langsung dalam spektrometer massa.



` Kebanyakan kation yang dihasilkandalam spectrometer massamempunyai muatan = 1 (z = 1),sehingga m/z secara langsungmenunjukkan massa dari kationtersebut



ANLISIS KUALITATIF Spektroskopi massa memungkinkan kita menidentifikasi suatu senyawa

yang tidak diketahui, dengan mengkalibrasi terhadap senyawa yang telahdiketahui seperti uap merkuri atau perfloro kerosin.

Rumus molekul suatu senyawa dapat ditentukan puncak ion molekulsudah dikenal tetapi untuk hal-hal semacam ini diperlukan spektometri

beresolusi tinggi. Aturan nitrogen dapat dimanfaatkan untuk membantupenentuan rumus ini. Lazimnya semua senyawa organic mempunyai beratmolekul genap tidak mengandung nitrogen atau mengandung sejumlahatom nitrogen yang genap, sedang semua senyawa organic dengan beratmolekul ganjil mengandung jumlah atom nitrogen ganjil. Aturan iniberlaku untuk senyawa-senyawa kovalen yang mengandung C, H, O, S,dan Halogen. Pola fragmen dipergunakan untuk mengidentifikasi

senyawa, juga memungkinkan terdapat pengenalan gugus fungsi denganmelihat puncak-puncak fragmentasi spesifik.

Hukum nitrogen menyatakan bahwa suatu molekul yang beratmolekulnya merupakan bilangan genap maka molekul tersebut harustidak mengandung nitrogen atau kalau mengandung nitrogen berjumlahgenap, dan molekulnya berbilang ganjil mengandung nitrogen berjumlah

ganjil.



ANALISIS KUANTITATIF

Analisis ini dapat dipergunakan untuk analisis campuran, baik senyawa

organic ataupun anorganik yang bertekanan uap rendah.

Karena pola fragmentasi senyawa campuran adalah aditif sifatnya, suatu

senyawa campuran dapat dianalisis jika berada dalam kondisi yang sama.

Persyaratan dasar analisisnya adalah setiap senyawa harus mempunyai paling

tidak 1 puncak yang spesifik, konstribusi puncak harus aditif dan sensitive

harus reproduksible serta adanya senyawa referens yang sesuai.

Dengan spektometer massa beresolusi tinggi, senyawa polimer dengan berat

molekul tinggi juga dapat dianalisis.

Spectrometer massa dapat digunakan untuk analisis runutan organic

terutama dengan menggunakan sumber bunga api listrik, dan ia juga dapat

digunakan menganalisis unsur-unsur runutan dalam paduan atau dalam super

konduktor. Tipe bunga api lstrik mmempunyai sensitivitas tinggi dan dapat

menentukan sampai tingkat ppb.



` Tahap pertama : Ionisasi

Atom di-ionisasi dengan emengambilf satu atau lebih

elektron dari atom tersebut supaya terbentuk ion positif.

` Tahap kedua : Percepatan

Ion-ion tersebut dipercepat supaya semuanyamempunyai energi kinetik yang sama.

` Tahap ketiga : Pembelokan

Ion-ion tersebut dibelokkan dengan menggunakan

medan magnet, pembelokan yang terjadi tergantungpada massa ion tersebut.

` Tahap keempat : Pendeteksian



H ow does a mass spectrometer work?

Ion source:

makes ions

Mass

analyzer :

separates

ions

Mass spectrum:

presents

information

Sample



Inlet

Ionization

Mass Analyzer

Mass Sorting (filtering)

Ion

Detector

Detection

Ion

Source

Solid

Liquid

Vapor

Detect ionsForm ions

(charged molecules)Sort Ions by Mass (m/z)

1330 1340 1350

100

75

50

25

0

Mass Spectrum

Acquiring a mass spectrum



OUTPUT

Hasil dari pencatat diagram disederhanakan menjadi ediagram garisf. Ini menunjukkan

arus listrik yang timbul oleh beragam ion yang mempunyai perbandingan m/z masing2.

Garis tegak lurus itu menunjukkan besarnya arus listrik yang diterima oleh alat pencatat

arus yang berarti banyaknya ion datang ke detektor. Seperti yang anda bisa lihat dari

diagram diatas, ion yang paling banyak adalah ion yang mempunyai perbandingan m/z 98.

Ion-ion lainnya mempunyai perbandingan m/z 92,94,95,96,97 dan 100.

Ini berarti molybdenum mempunyai 7 macam isotop. Dengan menganggap bahwa semua

ion tersebut bermuatan +1 maka berarti massa dari ketujuh isotop tersebut adalah

92,94,95,96,97 ,98 dan 100.

Tambahan: Bila ada ion bermuatan +2 , maka anda akan tahu karena semua garis yang

ada pada diagram diatas akan mempunyai garis lain dengan besar 1/2 dari nilai m/z

(karena, sebagai contoh, 98/2=49). Garis-garis itu akan jauh lebih sedikit daripada garis ion

+1 karena kemungkinan terbentuknya ion +2 adalah jauh lebih kecil bila dibandingkan

dengan kemungkinan terbentuknya ion +1.



` Berat molekul dapat diperoleh dari sampel yangsangat kecil.

` Ini tidak melibatkan penyerapan atau emisicahaya.

` Sebuah sinar energi tinggi elektron istirahatmolekul terpisah.

` Massa dari fragmen dan kelimpahan relatif mereka mengungkapkan informasi tentang

struktur molekul.

Chapter 12 22



` Keuntungan utama spektrometri massa sebagai

metode analisis yaitu metode ini lebih sensitif dan

spesifik untuk identifikasi senyawa yang tidak

diketahui atau untuk menetapkan keberadaansenyawa tertentu. Hal ini disebabkan adanya pola

fragmentasi yang khas sehingga dapat

memberikan informasi mengenai bobot molekul

dan rumus molekul (Silverstein, 1985)



1. kekuatan massa untuk menyelesaikan

Daya memecahkan massa adalah ukuran dari kemampuan untuk

membedakan dua puncak sedikit berbeda m / z.

2. Lebih akurat

Massa akurasi adalah rasio m / z kesalahan pengukuran dengan

benar m / z. Biasanya diukur dalam ppm atau mili unit massa.

3. Jarak massa

Rentang massa kisaran m / z setuju untuk analisis oleh analyzer tertentu.

4. Linear rentang dinamis

Rentang dinamis linear adalah rentang di mana sinyal ion analyte

linear dengan konsentrasi.

5. KecepatanKecepatan mengacu pada bingkai waktu percobaan dan pada

akhirnya digunakan untuk menentukan jumlah spektra per satuan

waktu yang dapat dihasilkan



Pharmaceutical analysis

Bioavailability studies

Drug metabolism studies, pharmacokinetics

Characterization of potential drugs

Drug degradation product analysis

Screening of drug candidatesIdentifying drug targets

Biomolecule characterization

Proteins and peptides

Oligonucleotides

Environmental analysisPesticides on foods

Soil and groundwater contamination

Forensic analysis/clinical

Applications of Mass Spectrometry



Where are mass spectrometers used?

Mass spectrometers are used in industry and academia for both

routine and research purposes. The following list is just a brief

summary of the major mass spectrometric applications:

Biotechnology: the analysis of proteins, peptides,oligonucleotides

Pharmaceutical: drug discovery, combinatorial chemistry,

pharmacokinetics, drug metabolism

Clinical: neonatal screening, haemoglobin analysis, drug

testing Environmental: PAHs, PCBs, water quality, food contamination

Geological: oil composition

APLIK ASI



How can mass spectrometry help biochemists?

Accurate molecular weigh

t measurements:sample confirmation, to determine the purity of a sample, to verify amino

acid substitutions, to detect post-translational modifications, to calculate the

number of disulphide bridges

Reaction monitoring:

to monitor enzyme reactions, chemical modification, protein digestion

Amino acid sequencing:sequence confirmation, de novo characterisation of peptides, identification

of proteins by database searching with a sequence "tag" from a proteolytic

fragment

Oligonucleotide sequencing:

the characterisation or quality control of oligonucleotidesProtein structure:

protein folding monitored by H/D exchange, protein-ligand complex

formation under physiological conditions, macromolecular structure

determination

APLIK ASI



1.L. G.Wade, Jr., 2000, O rganic Chemistry , 5th

Edition

2.Field ,L.D, Sternhell , S., Kalman, J.R., 2008,

Organic sgtructure from spectra, 4th ed., Wiley,

UK.

3.Silverstein, Bassler and Morril, 1981,

Spectrometric Identification of Organic

Compounds, diterjemahkian oleh A.J. Hartono

dkk, Pendidikan Spektrometrik Senyawa

organik, Penerbit Erlangga, Jakarta

spektroskopi mass-klmpok 4

Documents